تاثیر ناهمگونی زیستگاه بر ساختار ژنی و اکولوژی جمعیت های آهوی گواتردار (Gazella subgutturosa) در مناطق مرکزی کشور با رویکرد سیما- ژنتیک

STUDENT

DEGREE

YEAR

The number of goitred gazelle populations had significantly decreased due to natural and anthropogenic threats over the last century. Today, the remaining populations of this species are confined to protected areas. Lack of detailed information about genetic variation, gene flow and phylogenetic relationships among populations of this threatened species has hampered conservation efforts. Landscape connectivity among the mainly isolated populations of goitered gazelle is required for reducing the effects of genetic threats. In this study, we examined factors that influence gene flow among six goitered gazelle populations in central Iran using a landscape genetic approach and non-invasive sampling method. In the first step, geographic distribution of goitered gazelle in Central Iran was predicted using 12 uncorrelated biogeographic variables. The distribution of potential habitats was strongly influenced by bioclimatic data, vegetation type and density and elevation. In the next step, genetic structure, gene flow and taxonomic status of goitred gazelle was surveyed using 15 microsatellites markers and 400 bp of cytochrome b. Low levels of haplotype diversity were seen in populations. A total of five cyt b haplotypes were identified from 170 gazelle samples. The microsatellite markers showed higher genetic variation than cyt b. The gazelles in the Mooteh and Biduyeh protected areas showed the highest and lowest genetic and haplotype diversity respectively. Individual-based bayesian clustering algorithms revealed three highly admixed genetic populations including: Biduyeh (first group), Kolah-Ghazi (second group), Mooteh, Ghamoshloo, Kahyaz and Kalmand (third group). The effect of natural and anthropogenic factors on observed genetic structure was elucidated using isolation index, isolation by distance (IBD) and isolation by resistance (IBR). IBD analysis showed a positive but insignificant correlation with geographic distance (R 2 = 0.30; P= 0,026). Isolation by resistance showed that IBR has greater impact on the gazelle population genetic structure than IBD (R2 = 0.4 2 ). Based on the obtained results, we concluded that a combination of geographic distance, landscape resistance and anthropogenic factors, influence genetic structure and gene flow in goitered gazelle populations in central Iran. The obtained results highlight the conservation importance of goitered gazelle populations in Biduyeh, Kahyaz and Kolah-, which should be considered as separate management units. The results of this study can be used in designing migration corridors. Keywords : Goitred gazelle, Gene flow, Microsatellite, Genetic structure, Cytochrome b, Landscape genetic, Central Iran.

در طی سالیان اخیر جمعیت آهوی گواتردار در نتیجه تهدیدات انسانی و طبیعی در بسیاری از زیستگاه های کشور کاهش یافته است، بنحویکه امروزه جمعیت های باقیمانده از این گونه محدود به مناطق تحت حفاظت می باشد. فقدان اطلاعات در رابطه با تنوع و جریان ژنی بین جمعیت ها و جایگاه رده بندی این حیوان سبب شده است که برنامه های حفاظتی این گونه با موفقیت چندانی همراه نباشد. برقراری ارتباط بین جمعیت های باقیمانده آهو در کشور می تواند تهدیدات ژنی ناشی از منزوی شدن جمعیت ها را کاهش دهد. در این مطالعه عوامل موثر بر جریان ژنی بین شش جمعیت آهو در مناطق مرکزی کشور با استفاده از رویکرد سیما- ژنتیک و روش نمونه برداری غیرتهاجمی بررسی شد. بدین منظور در مرحله اول، پراکنش آهوی گواتردار در مرکز کشور با استفاده از 12 متغیر زیست -جغرافیایی ناهمبسته مدلسازی شد. نتایج مدلسازی پراکنش نشان داد که متغیرهای زیست -اقلیمی، تیپ و تراکم پوشش گیاهی و ارتفاع از سطح مهمترین عوامل تاثیرگذار بر پراکنش آهو در مناطق مرکزی کشور می باشند. در مرحله بعد، جریان و ساختار بندی ژنی و همچنین رده بندی آهوان مناطق مرکزی کشور با استفاده از 15 نشانگر ریزماهواره و bp 400 از ژن سیتوکروم b میتوکندری بررسی شد. نتایج این مطالعه نشان از پایین بودن نرخ تنوع ژنی در جمعیت ها بود، به نحویکه تنها پنج هاپلوتایپ در 170 نمونه بررسی شده شناسایی شد. بررسی جمعیت ها با استفاده از نشانگرهای ریزماهواره، سطح بالاتری از تنوع را درون جمعیت ها نشان داد. بیشترین و کمترین تنوع هاپلوتایپی و تنوع ژنی به ترتیب در جمعیت های قمیشلو و بیدوئیه مشاهده شد. روش های گروه بندی مکانی نشان از تمایز ساختار ژنتیکی بین جمعیت های بررسی شده بود، بنحویکه در هر دو روش پریچارد و گویلت بالاترین احتمال بیشینه داده ها در K=3 بدست آمد. بدین ترتیب جمعیت بیدوئیه گروه اول، جمعیت کلاه قاضی گروه دوم و جمعیت های قمیشلو، موته، کالمند و کهیاز گروه سوم را شامل شدند. در مرحله آخر، تاثیر فاکتورهای طبیعی و انسانی بر تمایز ژنی مشاهده شده با استفاده از شاخص ایزوله بودن هر جمعیت، فرضیه جدایی در اثر فاصله جغرافیایی (IBD) و جدایی در اثر مقاومت سیمای سرزمین (IBR) با استفاده از تحلیل مانتل و مانتل جزئی بررسی شد. تحلیل جدایی در اثر فاصله ارتباط مثبت و غیرمعنی داری را با فاصله جغرافیایی نشان داد (R 2 = 0.30). بررسی تحلیل جدایی در اثر مقاومت سیمای سرزمین نیز نشان داد که جدایی در اثر مقاومت سیمای سرزمین در مقایسه با جدایی در اثر فاصله تاثیر بیشتری بر تمایز ساختار ژنی جمعیت های آهو در مناطق مرکزی کشور دارد (R 2 = 0.42). بنابراین می توان استنباط نمود که ترکیبی از فاصله جغرافیایی مقاومت سیمای سرزمین و فاکتورهای نشانی از دخالت های انسانی سبب کاهش جریان ژنی و ساختاربندی ژنی آهوان مناطق مرکزی کشور شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که در حال حاضر جمعیت های آهو در مناطق بیدوئیه، کهیاز و کلاه قاضی بیشترین اولویت حفاظتی را دارند و با معرفی این جمعیت ها به عنوان واحدهای مدیریتی جداگانه می توان تهدیدات ناشی از درون آمیزی و رانش ژنتیکی را در این جمعیت ها کاهش داد. نتایج این مطالعه می تواند در برقراری جریان ژنی بین جمعیت ها با استفاده از کریدورهای مهاجرتی و در نتیجه کاهش تهدیدات ژنتیکی موثر باشد. کلید واژه ها: آهوی گواتردار، جریان ژنی، ریزماهواره، ساختار ژنتیکی، سیتوکروم b، سیما- ژنتیک، مرکز ایران.